嵌入式系统开发与应用

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1、调试嵌入式系统设计中的串行总线调试嵌入式系统设计中的串行总线应用指南应用指南引言今天，嵌入式系统几乎遍布在人类社会的每个角落。嵌入式系统可以简单定义为属于大型系统或机器一部分的一种专用计算机系统，其目的是为该系统或机器提供监测和控制服务。典型的嵌入式系统在开机时会开始运行某些专用应用，直到关闭时才会停止。当前设计和生产的几乎每个电子设备都是嵌入式系统。嵌入式系统实例包括：电子闹表自动柜员机移动电话计算机打印机图1.逻辑分析仪采集的微控制器的时钟、地址总线、数据总防抱死刹车控制器线和控制线。微波炉导弹使用的惯性引导系统DVD播放机尽管串行总线提供了大量的优势，但它们也给嵌入式系统设计人员

2、带来了某些重大挑战，因为它以串行方式传个人数字助理(PDA)送信息，而不是以并行方式传送信息。本应用指南讨论工业自动化和监测使用的可编程逻辑控制器(PLC)了嵌入式系统设计人员的常用挑战，及怎样使用下述系便携式音乐播放机列示波器中的功能迎接这些挑战：DSA/DPO70000D、可能还包括烤面包机⋯MSO/DPO70000C、DPO7000C、MSO/DPO5000、MSO4000、MSO/DPO4000B、MSO/DPO3000和MSO/嵌入式系统可能包含许多不同类型的设备，包括微处理DPO2000系列。器、微控制器、DSP、RAM、EPROM、FPGA、模数转换器、数模转换器和I/O

3、。这些设备在传统上一直使用宽并行总线相互通信及与外部世界通信。然而今天，嵌入式系统设计中使用的越来越多的构件将用串行总线代替宽并行总线，原因如下：减少了要布线的信号数量，降低了要求的电路板空间降低了成本降低了功率要求减少了封装上的针脚数量嵌入式时钟差分信令，改善抗噪声能力采用标准串行接口的器件大量供应2www.tektronix.com.cn/oscilloscopes调试嵌入式系统设计中的串行总线图2.从CAN总线中采集的一条消息。图3.从I2C总线中采集的一条消息。即使是比较简单的串行标准，如I2C，与并行协议相比，并行结构与串行结构比较在并行结构中，总线的每个组件都有自己的信号路

4、径。观察总线上传输的内容仍要明显困难得多。可能有16条地址线、16条数据线、一条时钟线和各种2IC采用分开的时钟线和数据线，因此至少在本例中，您其它控制信号。通过总线发送的地址或数据值会通过所可以使用时钟作为参考点。但是，您仍需要找到消息开有并行线路同时传送。因此，使用大多数示波器和逻辑头(数据变低，时钟为高)，手动检查和记下每个时钟上分析仪中的状态触发或码型触发功能触发关心的事件相升沿上的数据值，然后把各个位整理成消息结构。对简便。同时，可以简便地一目了然地了解在示波器或在长采集中解码一条消息就会需要几分钟时间，而您不逻辑分析仪显示屏上捕获的数据。例如，在图1中，我知道这是不是实际要

5、找的消息。如果不是，您需要在下们使用逻辑分析仪从微控制器中采集时钟线、地址线、一条消息上重新开始这一麻烦的、容易出错的过程。最数据线和控制线。通过使用状态触发，我们隔离了我们好只触发查找的消息内容，但多年来示波器的逻辑分析查找的总线。为“解码”总线上发生的情况，我们需要仪上使用的状态触发和码型触发并不能发挥作用。它们查看每条地址线、数据线和控制线的逻辑状态。在串行是为了考察多条通道中同时发生的问题设计的。为处理总线中，所有这些信息都必须以串行方式在相同的少数串行总线，其触发引擎深度必需有几千种状态(每个bit导线(有时是一条)上发送。这意味着一个信号可能包括位一个状态)。即使存在这种触

6、发功能，但为所有这些bit地址信息、控制信息、数据信息和时钟信息。例如，看位逐个状态编程也不是件好玩的事。必须找到一种更好一下图2中所示的控制器区域网(CAN)串行信号。的方式！这条消息包含帧头、标识符(地址)、数据长度代码、数现在有一种更好的方式。下面几节重点介绍了怎样使用据、CRC和帧尾及少量其它控制位。时钟嵌入在数据泰克示波器1，测试嵌入式系统设计中使用的最常用的中，使用填充位保证接收设备拥有数量充足的边沿锁定低速串行标准。时钟，这使情况变得进一步复杂化。即使是经过训练的眼睛，也很难迅速了解这一消息的内容。现在想象一下这是一条有问题的消息，一天只发生一次，您需要触发采集这条消息。

7、传统示波器和逻辑分析仪不能有效处理这类信号。注1支持的串行总线标准视示波器型号变化。如需了解不同泰克示波器支持的总线，请参阅附录A或访问www.tektronix.com。www.tektronix.com.cn/oscilloscopes3应用指南开始地址R/W确认数据0确认0数据1确认1.....数据N确认N结束7或10位1位1位8位1位8位1位1位8位1位图4.I2C消息结构。I2C背景知识I2C或“IsquaredC”是指集成电路间总线